Flüssigkühlung für GPU-Racks: ab wie viel kW pro Rack sie nötig ist und was Racks mit 50 bis 120 kW verlangen

Wo Luftkühlung endet: 20 bis 50 kW pro Rack

Flüssigkühlung ist laut Uptime Institute ab etwa 50 kW pro Rack üblich, und die anderen veröffentlichten Grenzen liegen nah an diesen Werten. Uptime setzt Perimeterkühlung mit Luft bei 20 bis 25 kW pro Rack an und racknahe Luftkühlung, also In-Row-Einheiten mit Einhausung, bei bis zu 50 kW. Vertiv und Schneider ziehen die praktische Linie für gewöhnliche Luft beide bei rund 20 kW. ASHRAEs eigenes Papier nennt den physikalischen Grund: Ein guter Doppelboden liefert etwa 1.900 CFM je Bodenplatte, während ein Rack mit 40 bis 50 kW nach dessen Angabe bis zu 5.000 CFM brauchen kann, oder 6.400 bis 8.000 bei der Erwärmung um 11 °C, mit der unser Leitfaden für GPU-Racks rechnet. Wir bauen KI-Server auf Bestellung mit Luft- oder Flüssigkühlung, gewählt nach GPU-Anzahl und Standort: Nennen Sie uns die geplante Last pro Rack, unser Team hilft Ihnen weiter.

Ein einziger GPU-Kauf kann ein Rack an diese Grenze bringen. Vier luftgekühlte Server mit je acht GPUs ziehen je nach GPU etwa 40 bis 50 kW (vier DGX H100 mit je bis zu 10,2 kW ergeben rund 41 kW), wobei die Lüfter bis zu ein Zehntel der Last verbrauchen; die 64-GPU-Racks, die Uptime beschreibt, laufen mit 80 bis 90 kW. Wenn sich Racks 150 kW nähern, erwartet Uptime vollständige oder nahezu vollständige Flüssigkühlung. Uptimes Umfrage vom Juli 2026 zeigt, wie neu das ist: Im Mittel hat das typische Rack gerade erst 11 kW überschritten, etwa jeder vierte Betreiber hat überhaupt ein Rack mit 30 kW oder mehr, etwa jeder siebte betreibt Racks über 50 kW, und einige davon betreiben Racks über 100 kW.

Rear-Door-Wärmetauscher, Kaltplatten und Immersion im Vergleich

Quellen: Datenblätter der Hersteller (Vertiv, Motivair, Legrand ColdLogik, GRC), Schneider Electric WP133, Uptime Institute, DCD.

Der Rear-Door-Wärmetauscher ist der Weg, der am wenigsten verändert. Die Server bleiben luftgekühlt; die Tür führt die Abluft durch ein Register und gibt gekühlte Luft an den Raum zurück. Passive Türen verlassen sich auf die Serverlüfter, aktive bringen eigene mit: Vertivs aktive DCD50 bewegt 9.000 m³/h. Die Kapazität hängt von der Wassertemperatur ab, weshalb ein Produkt 93 kW bei 14 °C und 74 kW bei 21 °C angibt. NVIDIAs Leitfaden zum DGX B300 empfiehlt keine passiven Türen, und vier Systeme an einer 54-V-Stromschiene in einem Rack brauchen eine aktive Tür, ausgelegt für 58 kW im Mittel und 76 kW in der Spitze bei 6.200 CFM.

Kaltplatten nehmen die Wärme dort auf, wo sie entsteht. Vertiv beziffert den Anteil, den die Platten aufnehmen, mit 70 bis 75 % und Schneider mit 60 bis 90 %. Supermicro gibt für seine flüssigkeitsgekühlten 4U-Server bis zu 92 % der Wärme an und für seine DLC-2-Generation bis zu 98 % der Systemwärme. Wie auch immer die Zahl lautet, der Rest ist weiterhin Luft: Uptimes Werte für einen mit 132 kW angegebenen GB200 NVL72 sind rund 100 kW an die Platten und mehr als 25 kW in die Halle. Ein flüssigkeitsgekühltes Rack braucht deshalb weiterhin etwas Luftkühlung.

Immersion beseitigt die Lüfter und den Großteil des Luftstromproblems, braucht aber Server, die für das Bad gebaut sind, eine andere Serviceprozedur und, historisch, Garantiebedingungen, die gesondert mit dem Hersteller vereinbart werden. Einen anerkannten Standard für das Brandverhalten einphasiger Flüssigkeiten haben wir nicht gefunden, und Zweiphasen-Immersion ist laut Uptime Institute deutlich schwerer erhältlich, seit 3M die Produktion von PFAS-Kühlmitteln eingestellt hat.

Gebäudewasser: ASHRAE-Klassen, Durchfluss und CDUs

ASHRAE klassifiziert Gebäudewasser nach seiner maximalen Vorlauftemperatur: W17, W27, W32, W40, W45 sowie W+ für höhere Temperaturen, alle mit einer Untergrenze von 2 °C. Klasse W45 bedeutet also Vorlaufwasser von 2 bis 45 °C, und Konformität heißt volle Leistung der Geräte über die gesamte Klasse. Die Branche läuft bei 32 °C Vorlauf (Klasse W32) zusammen, mit 40 und sogar 45 °C als Zielen. Je wärmer das Wasser, das die Geräte akzeptieren, desto weniger Kälteerzeugung braucht der Standort: NVIDIAs Seite zum Vera Rubin NVL72, gelesen im Oktober 2026, nennt eine Eintrittstemperatur von 45 °C und gibt an, dass die Serienfertigung der Plattform anläuft.

Planen Sie rund 1,5 Liter Durchfluss pro Minute je Kilowatt ein; so viel Wasser führt bei 10 K Erwärmung ein Kilowatt ab, ein 9-kW-Server braucht also rund 13 L/min. Das Kühlmittel im Sekundärkreis ist meist PG25, drei Teile Wasser auf einen Teil Propylenglykol, gefiltert auf 50 µm, und wird stets über dem Taupunkt des Raums gehalten, damit an einer Kaltplatte nichts kondensiert.

Quellen: Schneider Electric WP133, Vertiv-CoolChip-Datenblätter.

Flüssigkeit-zu-Luft-Einheiten brauchen keine Rohrleitungen zum Gebäude, weil sie die Wärme an die Halle zurückgeben. Das funktioniert für ein oder zwei Racks, aber die Wärme muss dann wieder von der Klimatisierung des Raums abgeführt werden. Alles ab einer Reihe aufwärts braucht einen Gebäudekreislauf, einen Weg zur Wärmeabfuhr außerhalb des Gebäudes und, in einem modernen Design, Trockenrückkühler statt Kältemaschinen.

Ein 120-kW-Rack: der GB200 NVL72

Der GB200 NVL72 ist die übliche Referenz für diese Dichte. NVIDIA gibt das Rack mit etwa 120 kW an; Supermicros Version nennt 132 kW. Die achtzehn Compute-Trays und die neun NVLink-Switch-Trays sind flüssigkeitsgekühlt; nur die Power-Shelves und das Management-Netzwerk bleiben luftgekühlt. Acht Power-Shelves liefern je 33 kW in N+N-Anordnung, und die Leckageerkennung ist eingebaut. Auf der GTC 2024, auf der NVIDIA das Rack vorstellte, beschrieb das Unternehmen den Kreislauf mit 25 °C Vorlauf, 45 °C Rücklauf und rund 2 Litern pro Sekunde. Die Nachfolger GB300 NVL72 und Vera Rubin NVL72 behalten die flüssigkeitsgekühlte Rack-Bauweise bei. Eine luftgekühlte Version gibt es nicht; dasselbe GPU-Silizium in luftgekühlter Form ist der DGX B200, mit etwa 14,3 kW auf zehn Höheneinheiten, und Supermicro bringt 32 luftgekühlte B200-GPUs in einem Rack unter, gegenüber 96 mit Kaltplatten.

Flüssigkühlung in einer bestehenden Rechenzentrumshalle nachrüsten

In einer bestehenden Halle braucht ein flüssigkeitsgekühltes Rack Bauarbeiten, bevor die IT-Arbeiten beginnen können. Der erste Punkt ist der Boden. TIA-942 setzt den Boden einer Rechenzentrumshalle der Stufe Rated-3 mit 12 kPa an, etwa 1.220 kg je Quadratmeter, und NVIDIA hat dem NVL72-Rackrahmen mehr als 100 lb Stahl hinzugefügt, um der Steckkraft der Trays gegen die Backplane standzuhalten. Als Nächstes kommt der Wasserkreislauf: Vor- und Rücklaufleitungen zu jeder Rackposition sowie Auffangwannen mit Leckageerkennung und verrohrte Abläufe unter Anschlüssen, die über laufenden Geräten verlaufen; diese Wannen und Abläufe sollten laut dem ASHRAE-Papier von 2021 installiert werden. Danach folgen die Wärmeabfuhr außerhalb des Gebäudes, die Inbetriebnahme der CDUs mit redundanten Pumpen und eine Serviceprozedur für ein Rack, das sich nicht wie ein luftgekühltes abstecken und herausrollen lässt.

Vertiv veröffentlicht genau dafür eine Roadmap in sechs Schritten: Arbeitslast, Standortaudit, thermische Modellierung, Auswirkungen auf den Standort, Nachhaltigkeitsprüfung, Planung; die Inbetriebnahme kommt hinzu. Einen Zeitplan eines Herstellers haben wir nicht gefunden. Wenn Sie Flüssigkühlung schnell in Betrieb nehmen müssen, ist der Rear-Door-Wärmetauscher der Weg, der am wenigsten verändert: Er lässt Server und Raum, wie sie sind, braucht aber trotzdem Wasser bis ans Rack, und seine Kapazität endet irgendwo zwischen 50 und 93 kW, je nachdem, wie kalt Ihr Wasser ist. Ein Rack mit 120 kW liegt jenseits der hier genannten Türen; Racks dieser Dichte wie der GB200 NVL72 kommen mit Kaltplatten, die Arbeit beginnt dort also mit einer CDU und dem Wasser, das sie speist.

Welche Kühlmethode für welche Rackdichte

Bis etwa 20 bis 25 kW pro Rack genügt Raumluft. Bis etwa 50 kW nutzen Sie Einhausung mit racknaher Kühlung, In-Row-Einheiten oder einen Rear-Door-Wärmetauscher. Von 50 bis etwa 80 kW ist ein aktiver Rear-Door-Wärmetauscher mit kaltem Wasser meist die Lösung mit dem geringsten Eingriff; NVIDIA sieht einen für vier über eine Stromschiene versorgte DGX B300 pro Rack vor. Ab etwa 80 kW aufwärts, oder wo immer die Server mit Kaltplatten ausgeliefert werden, nutzen Sie Direct-to-Chip-Kühlung mit Gebäudekreislauf. Bei 120 kW sind Racks wie der GB200 NVL72 konstruktionsbedingt flüssigkeitsgekühlt.

Die Effizienz zählt, bei dieser Entscheidung aber weniger als die Dichte. Der durchschnittliche PUE (Power Usage Effectiveness) in der Umfrage 2026 des Uptime Institute lag bei 1,52; Flüssigkühlung senkt vor allem den Energiebedarf von Lüftern und Kältemaschinen, und Vertiv argumentiert, dass der PUE unterschätzt, was Direct-to-Chip an Lüfterleistung im Server einspart.

Die RTX PRO 6000 Server Edition gibt es luftgekühlt als Dual-Slot-Karte und flüssigkeitsgekühlt als Single-Slot-Karte; deshalb bauen wir KI-Server auf Bestellung mit Luft- oder Flüssigkühlung nach GPU-Anzahl und Standort und prüfen Rack, Strom und Luftstrom, bevor wir ein Angebot machen. Schildern Sie im Formular unten das Rack und seine Kühlung.

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